CCS - fangst og lagring af CO₂

Drivhusgassen CO₂ er som bekendt en af hovedårsagerne til den globale opvarmning, så det haster med at få bremset udledningen af CO₂ i atmosfæren. CCS (Carbon Capture and Storage), som på dansk betyder fangst og lagring af CO₂ – er et vigtigt værktøj, hvis vi skal kunne opnå de store reduktioner af drivhusgasser, der er nødvendige for at begrænse klimaforandringerne og mindske klimakrisen. 

Sammenlignet med resten af Europa har Danmark et meget stort potentiale for CO₂-lagring – både på land og til havs. Det skyldes, at opbygningen af jordlagene dybt nede i vores undergrund er særligt velegnet til både at rumme og forsegle CO₂ i tusindvis af år. 

CCS går ud på at indfange CO₂ fra steder i industrien, hvor det i dag er svært at nedbringe udledningerne – for eksempel fra skorstene på kraftværker, biogasanlæg, affaldsforbrændinger eller cementfabrikker. Når CO₂'en er opsamlet, pumpes den ned i undergrunden i mindst 800 meters dybde – og ofte meget dybere.

Inden der kan gives tilladelse til lagring af CO₂, er det et lovkrav, at der først bliver udført meget grundige undersøgelser, så man er helt sikkert på, at CO2'en ikke siver op til overfladen eller forurener grundvandet.

For at nå målet om en 70 % reduktion i CO₂-udledningen i 2030 har staten afsat 28,7 milliarder kroner til at støtte projekter, der arbejder med fangst og lagring af CO₂. Pengene skal være med til at udvikle og udbrede teknologien, så Danmark kan nå sine klimamål. 

Omkostningerne til CCS varierer fra projekt til projekt. Prisen afhænger blandt andet af den valgte teknologi, projektets størrelse og placering. Da teknologien stadig er under udvikling, er der stor forskel på, hvad det koster at fange og lagre CO₂ forskellige steder i landet.

Man fanger primært CO₂ på to måder: Ved kemisk rensning af røggaser fra forbrænding og ved opgradering af biogas.

CO₂ fangst fra røggas

Røggasser har en rigtig høj koncentration af CO₂, hvilket gør det nemmere at fange CO₂ her end direkte fra luften. CO₂'en fanges ved at behandle røggas med en kemisk væske kaldet en amin. Dette foregår i en slags filter kaldet en skrubber, og derfor kaldes processen en aminskrubning.

Processen med at fange CO₂ fra røggas foregår i to trin.

Først fanges røggassen fra en udleders skorsten og føres over i den silo, hvor gassens CO₂-indhold skal udvaskes. I siloen vaskes gassen med en kemisk aminvæske, som kan binde CO₂'en til sig. Aminvæsken varmes efterfølgende op, hvorved CO₂'en frigives igen og kan indfanges. Aminvæsken kan nedkøles og genbruges, og røggassen kan føres tilbage til skorstenen og udledes på normal vis.

1. Absorption: Når røgen skal renses, er den ca. 40 grader varm. Den ledes ind i et tårn fra bunden, så den stiger opad. Samtidig hermed hældes der væske ud over en struktur med stor overflade, som gassen passerer forbi. CO₂’en opløses i væsken og dermed renses gassen, mens CO₂'en fanges i aminvæsken.
2. Frigivelse: For at frigive CO₂’en fra aminvæsken, skal den varmes op til ca. 120 gader. Når det sker, frigives CO₂ fra væsken, og den kan samles op som gas. Man kan anvende væsken igen, men dette kræver nedkøling. Den konstante opvarmning og nedkøling er energikrævende og producerer overskudsvarme. Processen udvikles løbende for at nedbringe forbruget.
   Teknologien gør det muligt at fange 90 procent eller mere af røggassens CO₂ indhold.

Udskillelse af CO₂ fra biogas

Når man skal anvende biogas fra biomasse, bliver den rå biogas, der typisk består af 60-65% metan (CH₄) og 35-40 % CO₂, først opgraderet til naturgaskvalitet. Opgraderingen sker ved, at man fjerner CO2’en fra biogassen, så den metan (CH₄), der er tilbage, kan anvendes i naturgasnettet. I dag er der fem tilgængelige opgraderingsteknologier. Nogle er mindre modne end andre:

• Aminskrubning
• Vandskrubning
• Pressure swing adsorption (PSA)
• Membranadskillelse
• Økologisk fysisk skrubning

Ved vandskrubning er rensningsprocessen fysisk frem for kemisk. Biogassen bringes i kontakt med vand, som enten sprøjtes eller bobles igennem gassen. Da CO₂ (i lighed med svovlgasser) er mere opløselige i vand end metan, vil vandet fange CO₂’en. Denne fysiske proces kræver et forholdsvist højt tryk.

Figuren viser fremstilling af biogas og opgradering af biogas til naturgaskvalitet. Biogas bliver fremstillet under iltfri udrådning af biomasse såsom husdyrgødning, spildevand og organiske rest- og affaldsprodukter. Denne proces sker i en stor tank. Biogassen føres derefter over i opgraderingsanlæg. Opgraderingen sker ved, at man fjerner CO₂’en fra biogassen, så der er ren metan (CH₄) tilbage, som kan anvendes i naturgasnettet. Den overskydende CO₂ fra denne proces kan potentielt indfanges og lagres i undergrunden.

Hvis CO₂ skal transporteres til lagringslokaliteten med lastbil og/eller skib, afkøles og tryksættes den efter fangst. Det betyder, at CO₂ bliver flydende og kommer til at fylde væsentligt mindre, end den gør på gasform, og dermed kan den nemt og effektivt transporteres fra fangstkilden til lagrings- eller anvendelseslokaliteten. Man kan desuden transportere CO₂ i gasform gennem rørledninger, på samme måde som man i dag benytter til anden gas.

Kort fortalt: Energistyrelsens flyer om fangst og lagring af CO₂

Vi skal gøre alt, hvad vi kan for at undgå udledningen af drivhusgasser. Det kan vi f.eks. gøre ved at udbygge de vedvarende energikilder som sol og vind, bruge energien klogt og effektivt, og omlægge vores energiforbrug fra fossile kilder til el, sådan som det sker, når vi skifter fra fossile biler til el-drevne biler.

Der vil dog fortsat være nogle udledninger, som er meget svære at gøre noget ved uden at fange CO₂ og lagre den i undergrunden. Det kan eksempel være CO₂ fra brænding af kalk til cement og CO₂ fra affaldsforbrænding.

Desuden giver CCS mulighed for at skabe såkaldte negative udledninger. Negative udledninger opstår blandt andet, når vi fanger og lagrer den CO₂, der er i røgen fra biomassefyrende kraftvarmeanlæg, fordi planterne som afbrændes oprindeligt har optaget CO₂ fra luften.

CCS kan derfor gøre en stor forskel i forhold til at bekæmpe CO₂-udledninger, som vi ellers ikke kunne gøre noget ved og til at fjerne CO₂ fra atmosfæren.

CCS – en vigtig brik i indfrielsen af de danske klimamål, men ikke den eneste

CCS er vigtig for industriens og energiproduktionens grønne omstilling samt for indfrielsen af de danske klimamål. Det er dog vigtigt at understrege, at anvendelse af CCS-teknologien i Danmark ikke er et udtryk for mindskede ambitioner i forhold til at levere reelle CO₂-reduktioner. Derfor vil CCS-teknologien alene blive anvendt de steder i industri- og energisektoren, hvor der ikke findes bedre alternativer.

CCS-teknologien har været anvendt siden 1970’erne. Siden 1996 har CO₂-fangst og lagring eksempelvis været anvendt i Norge til at reducere CO₂-udledninger fra indvinding af gas i Nordsøen. Ifølge The Global CCS Institute’s statusrapport for 2022 findes der på verdensplan i dag 30 CCS-anlæg i drift, 11 anlæg er under opførsel og 153 anlæg er under udvikling.

Fangst og lagring af CO₂ i undergrunden er derfor en sikker og velafprøvet teknologi, der har været benyttet adskillige årtier. Eksempelvis har CCS været brugt i olieindustrien, hvor nedpumpning af CO₂ har været anvendt til at hente den sidste olie fra næsten opbrugte oliefelter op fra undergrunden. Det er dog ikke en metode, der er blevet brugt i forbindelse med olieudvinding på dansk territorium.

Vi er langt fremme på metoden bag CO₂-lagring, og i de senere år har lande som Norge, Holland, Belgien og Storbritannien taget første spadestik for flere store CCS-projekter.

Et eksempel er Project Greensand, som lagrer CO₂ i undergrunden ved Nini-platformen i Nordsøen, som bliver sejlet fra Antwerpen. Projektets ledende partnere er INEOS og Wintershall Dea.

Hvordan vurderer man, om et område egner sig til CO2-lagring i undergrunden? Og hvilke påvirkninger vil man som lokalsamfund skulle forvente ved CCS?

Find svar på de oftest spørgsmål om CCS – fangst og lagring af CO₂

Med Klimaaftalen for energi og industri m.v. af 20 juni 2020 blev det besluttet, at fangst og lagring af CO₂ skal være en vigtig brik i indfrielsen af Danmarks klimamål. Denne beslutning er bl.a. i tråd med FN’s klimapanel (IPCC) og det Internationale Energiagentur (IEA), der begge anser CCS som en uomgængelige teknologi for at opnå Parisaftalens målsætninger.

Fangstpotentialet i Danmark

De fremtidige potentialer for fangst af CO₂ er vanskelige at forudsige og afhænger blandt andet af udviklingen i industrisektoren og i den samlede energisektor. Energistyrelsen vurderer, med en vis usikkerhed, at fangstpotentialet i 2040 fra danske punktkilder er ca. 5,4 – 10,8 mio. ton pr. år. En punktkilde er et afgrænset sted eller et specifikt anlæg, hvorfra der udledes CO₂ til atmosfæren fra fx en skorsten. Heraf stammer ca. 3,5-6 mio. ton fra biogene kilder. Hovedparten af potentialet (op mod ca. 6,5 mio. ton CO₂) i 2040 stammer fra punktkilder koncentreret i fem klynger omkring København, Aarhus, Aalborg og i Sydjylland.

Energistyrelsens rapport ”Punktkilder til CO₂ – potentialer for CCS og CCU (2022-opdatering )”

Kort over forventede punktkilder i 2040 viser den geografiske placering af punktkilderne samt deres størrelse og sektor. De er opdelt på følgende sektorer: affald, biogas, fjernvarme og industri. Punktkilderne omfatter fossil CO₂, biogen CO₂ og CO₂ fra industrielle processer.

Kort: Forventet årlig udledning fra punktkilder i 2040

Lagringspotentialet i Danmark

For at lagre CO₂ skal det pumpes ned i egnede geologiske undergrundsstrukturer, typisk 800-3.000 meter under jordens overflade. CO₂-lagring kan ske både på land og til havs, og mulighederne herfor er gode i Danmark. De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS) vurderer, at der i den danske undergrund er et samlet lagringspotentiale på mellem 12 og 22 mia. tons CO₂. Det er mellem 400 og 700 gange større end Danmarks samlede årlige CO₂-udledninger på det nuværende niveau.

I Danmark vil CO₂’en primært kunne lagres i porøse og permeable sandstenslag, som er overdækket af et eller flere forseglende lerstenslag. Den nedpumpede CO₂ kan trænge ind i sandstenenes små hulrum, og det overliggende lerstenslag sikrer, at CO₂’en ikke slipper ud af lageret. Etablering af lagringsfaciliteter vil medføre sikkerhedskrav om bl.a. omfattende overvågningsprogrammer, så eventuelle udslip af CO₂ kan opdages og udbedrende foranstaltninger iværksættes hurtigt og effektivt.

Der eksisterer endnu ikke fuldskala CO₂-lagring i Danmark, men i 2022 meddelte Energistyrelsen den første tilladelse til et pilot- og demonstrationsprojekt om CO₂-lagring i Danmark.

Læs mere om de geologiske aspekter ved CO₂ lagring på GEUS’ hjemmeside.

Oversigtskort over punktkilder og potentielle lagringsstrukturer i Danmark

Kortet viser de største, danske CO₂-udledende punktkilder samt geologiske strukturer med potentiale for CO₂-lagring. Ved hver enkelt punktkilde fremgår den relative biogene versus fossile andel af punktkildens samlede CO₂-udledninger. De største punktkilder i Jylland er Reno Nord, Aalborg Portland og Studstrupværket. De største punktkilder på Sjælland er Ørstedværket og Equinor Refining. De geologiske strukturer med et potentiale for CO₂-lagring er inddelt i eksisterende olie- og gasfelter samt undersøgte kontra ikke undersøgte områder. De fleste områder med potentiale for CO₂-lagring ligger nordligt i Nordsøen, i Midt- og Nordjylland samt i havet syd for Lolland-Falster, Fyn og Als. Kortets punktkildedata er fra 2018.

Læs de væsentligste aftaler, love og bekendtgørelser her

Der eksisterer adskillige hjemmesider og rapporter, hvor du kan gå mere i dybden med CCS-teknologien. Her vil du bl.a. kunne lære mere om de tekniske, sikkerheds- og miljømæssige aspekter ved CCS, og om den rolle som CCS kan have i at indfri Paris-aftalens målsætninger.

• Det Internationale Energiagenturs (IEA) hjemmeside om CO₂ fangst, anvendelse og lagring
• FN’s klimapanels rapport om CCS (2005)

Der er også stor interesse for teknologien på danske og udenlandske forskningsinstitutioner. The University of Edinburgh har eksempelvis sammensat et online-kursus, hvor det er muligt at tilmelde sig en række virtuelle undervisningsforløb om CCS. Bemærk at Energistyrelsen ikke er ansvarlig for kursets indholdet eller affilieret med universitet på nogen måde.  

• Online kursus: Climate Change: Carbon Capture and Storage

Energistyrelsen publicerer også jævnligt analyser, der går i dybden med forskellige aspekter af CCS-teknologien og dens anvendelse i Danmark. Energistyrelsens teknologikatalog om CCS beskriver en række, forskellige løsninger til at fange, transportere og lagre CO₂. Kataloget indeholder forskellige former for kulstoffangstteknologier til udledninger i el- og fjernvarmesektoren samt erhverv og industri, kulstoffangst fra luften, såvel som diverse infrastrukturløsninger for transport af CO₂ og lagring i undergrunden.

• Teknologikatalog for kulstoffangst, -transport og -lagring (CCS)

Vil du vide mere om de geologiske aspekter ved lagring af CO₂, kan du besøge GEUS’ side om CCS.

• GEUS' side om Fangst og lagring af CO₂ (CCS)